O que são reações exotérmicas e endotérmicas, e como diferenciá-las?

Toda reação química envolve troca de energia. Às vezes a energia sai das substâncias que reagem para o ambiente: o béquer, o ar, a sua mão. Às vezes ela entra. Os nomes contam tudo: exo quer dizer "para fora", endo quer dizer "para dentro", e térmico tem a ver com calor.

As reações exotérmicas liberam calor, e muitas vezes também luz ou som. A temperatura do ambiente sobe. Exemplos: a queima de lenha, gás de cozinha ou álcool (combustão), a respiração das células, a neutralização de um ácido por uma base, metais reagindo com ácidos e o pó de ferro de uma bolsa térmica descartável que enferruja aos poucos.

As reações endotérmicas absorvem calor. A temperatura do ambiente cai, ou a reação só continua enquanto você continua aquecendo. Exemplos: a decomposição térmica (aquecer o calcário, carbonato de cálcio, para obter cal virgem), a fotossíntese (que absorve energia luminosa), o ácido cítrico reagindo com bicarbonato de sódio (o "efervescente" de muitos pós e comprimidos) e a eletrólise, que precisa de energia elétrica o tempo todo.

Lembre-se de que a energia não é criada nem destruída. Numa reação exotérmica, as substâncias perdem energia e o ambiente ganha exatamente essa quantidade. Numa endotérmica, acontece o contrário.

Por que isso acontece? Por causa das ligações. Para reagir, as ligações dos reagentes se quebram e novas ligações se formam nos produtos.

• Quebrar ligações absorve energia (endotérmico).
• Formar ligações libera energia (exotérmico).

Se formar as novas ligações liberar mais energia do que quebrar as antigas consumiu, a reação é exotérmica. Se liberar menos, ela é endotérmica.

Diagramas de entalpia. Em termoquímica, a energia dos reagentes e dos produtos é desenhada como dois níveis. Numa reação exotérmica, os produtos ficam abaixo dos reagentes; numa endotérmica, acima. A diferença é a variação de entalpia, ΔH: negativa na exotérmica e positiva na endotérmica. Nos dois casos existe primeiro um "morro" para subir, a energia de ativação: a energia mínima de que as partículas precisam para reagir. É por isso que o fogão precisa de uma faísca, mesmo que a queima do gás libere muito calor.

Qual é a diferença entre reações exotérmicas e endotérmicas?#

As exotérmicas liberam calor: o ambiente esquenta e o ΔH é negativo. As endotérmicas absorvem calor: o ambiente esfria e o ΔH é positivo.

Como identificar reações endotérmicas e exotérmicas?#

Meça a temperatura antes e depois. Se subir, a reação é exotérmica; se cair, é endotérmica. Uma reação que só acontece enquanto você aquece também é endotérmica. Na prova, olhe o sinal do ΔH ou a posição dos produtos no gráfico.

Quais são exemplos de reações exotérmicas e endotérmicas no dia a dia?#

Exotérmicas: a queima do gás de cozinha ou do álcool, a respiração, bolsas térmicas, fogos de artifício. Endotérmicas: compressas frias instantâneas, a fotossíntese, comprimidos efervescentes borbulhando, a produção de cal a partir do calcário.

Como são os gráficos de reações exotérmicas e endotérmicas?#

No gráfico de entalpia, a exotérmica sobe um pequeno morro (a energia de ativação) e termina mais baixa do que começou. A endotérmica sobe o morro e termina mais alta.

O que é entalpia?#

É a energia "guardada" nas substâncias, usada em termoquímica. Não se mede a entalpia em si, mas sua variação: ΔH = H(produtos) − H(reagentes). ΔH < 0 indica reação exotérmica; ΔH > 0, endotérmica.

Como calcular a energia de uma reação?#

Some as energias das ligações quebradas e subtraia as das ligações formadas: ΔH = energia absorvida − energia liberada. Para H₂ + Cl₂ → 2 HCl, (436 + 243) − (2 · 432) = −185 kJ/mol, então ela é exotérmica.